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火力發電的工業互聯網平台目前，火力發電依舊是中國的主要發電形式，占中國總發電量70%以上，而中國每年消費的 35 億多噸煤炭中有近半數用於火力發電行業。火力發電機組系統及設備高度複雜，內部反應複雜多變，火力發電的工業互聯網平台在電廠傳統運行設備層的基礎上，通過綜合應用工業互聯網、雲計算、邊緣計算、人工智能、數字孿生等新一代信息技術實現以物聯網、雲計算、大數據為核心的全系統信息化管理平台，通過構建連接機器、物料、人、信息系統的基礎網絡，實現電力數據的全面感知、動態傳輸、實時分析，形成科學決策與智能控制，站在新一輪產業競爭的制高點。

一、案例簡介

火力發電的工業互聯網平台在電廠傳統運行設備層的基礎上，通過綜合應用工業互聯網、雲計算、邊緣計算、人工智能、數字孿生等新一代信息技術，分為三層架構，即基礎設施層、平台層和應用層。基礎設施層：提供網絡、計算、存儲等基礎資源，連接控制系統、智能設備和外部系統等邊緣點。平台層：嵌入高精度的機組重要參數測量技術，為智能控制層中的優化控制、在線經濟性分析及診斷系統提供重要數據保證；對數據集中和共享，並在移動端和PC端實現用戶統一管理和業務協同。應用層：向用戶提供通用能力和專業應用，能力中心具備敏捷開發功能，專業應用大量採用大數據、人工智能技術進行預測分析。

二、案例背景介紹

目前，火力發電依舊是中國的主要發電形式，占中國總發電量70%以上，而中國每年消費的 35 億多噸煤炭中有近半數用於火力發電行業。目前我國火電機組的運行控制方面仍然嚴重依賴運行人員操作經驗，系統僅能達到半自動化的調整，存在巨大的控制優化空間。

因此，電力企業需要不斷進步和完善，內外兼修。在戰略管理上，重點加強本部戰略研究和規劃的前瞻性；強化綜合計劃管理的協調性；加強營銷策劃和創新，進一步規範公司制治理。在生產管理上，重點建立系統生產管理制度；組織開展以運行、檢修優化為核心的生產創新，加大標準化研究力度；加大企業科技投入，提高設備效率，努力實現企業節能目標。在安全管理上，重點落實安全生產責任制；建立安全宣教培訓體系、安全標準化體系、安全生產應急救援體系；進一步加強安全生產科技攻關。在信息化建設上，實現以物聯網、雲計算、大數據為核心的全系統信息化管理平台，通過構建連接機器、物料、人、信息系統的基礎網絡，實現電力數據的全面感知、動態傳輸、實時分析，形成科學決策與智能控制，站在新一輪產業競爭的制高點。

三、案例應用詳情

1、總體應用框架

國華太倉電廠工業互聯網總體架構設計為三層架構，即基礎設施層、平台層和應用層，具體為：

基礎設施層「一網兩中心」——工業互聯網+計算中心+存儲中心。提供網絡、計算、存儲等基礎資源，連接控制系統、智能設備和外部系統等邊緣點。

平台層「一掌三平台」——釘釘移動辦公平台+業務管控平台+數據平台+三維虛擬電廠平台。

應用層「三大能力中心、六大應用中心」——流程中心、報表中心、績效中心+運行監控中心、設備診斷中心、燃料監管中心、風險應急中心、成本利潤中心、安防監視中心等。

2、關鍵技術應用詳情

（1）基礎設施層：

火力發電廠主機設備鍋爐設備、汽輪機設備、發電機設備以及風機、凝泵、漿液泵、磨煤機等輔機；基於DCS實現主輔控一體化控制系統，利用網絡技術實現準確可靠的數字化信息交換、跨平台的資源實時共享，實現全廠數據的完整性、一致性、可交換性、可互訪性。

（2）平台層

運行管理平台：採用「集中+ 分布式」的系統部署架構，公司側採用SAP集中方式實現，主要完成主數據、標準規範等的集中管理；電廠側採用分布式部署的方式，以滿足電廠24h不間斷的高可靠性特點和現場數據多樣性。

管控平台及數據平台：公基於廠區工業WIFI和物聯網技術的管控一體化平台，平台內的應用模塊在持續優化建設中。

三維虛擬電廠平台：依託數字化設計完成的全息工程數據模型做為電廠運維管理的統一入口，形成一個直觀的管理界面，所有的業務數據與這些可視化的對象做連接。

（3）應用層

報表中心：目前完成5個駕駛艙、100餘張報表開發。涵蓋生產、經營、財務等各項指標。

燃料監管中心：運行參數智能監視預警系統、熱力性能優化分析系統、鍋爐燃燒優化分析系統、廠用電優化分析系統等。

設備狀態智能評估系統：通過無線通信方式，對設備振動狀態進行實時監測，對設備的運行狀態進行分析與劣化趨勢預測，實現設備狀態智能評估。

鍋爐防磨防爆管理及預警系統：實現設計信息，改造信息，檢修信息，分析預警服務信息實時展示，讓數據實時發揮作用。

智能巡點檢：採用了先進的軟、硬件技術，將設備的點檢管理、狀態管理、監測參數管理等有效地集成在一個管理平台。

智能視頻監控系統：通過視頻客戶端軟件通過硬盤錄像機讀取視頻碼流,圖像流暢清晰不卡頓（圖像時延<200ms）,具有紅外夜視功能。

智慧煤場管控系統：綜合運用激光測距、三維建模、信息技術和現代管理手段，對煤場實施分區管理，建立煤場三維圖形，實時顯示煤場存煤信息，實現煤場信息化管理。

四、創新性與優勢

（1） 採用高新技術如大數據、人工智能等對設備及生產運行狀況進行建模、分析。

（2）實現智能檢修與維護。應用智能點/巡檢管理、智能缺陷管理、智能兩票管理等功能，與設備、管道狀態智能監測功能模塊聯動，實現設備檢修、缺陷處理過程的管理、統計分析及其處理方法的歸納總結，為設備預防性檢修提供依據。

（3）智慧煤場管控系統：綜合運用激光測距、三維建模、信息技術和現代管理手段，對煤場實施分區管理，建立煤場三維圖形，實時顯示煤場存煤信息，實現煤場信息化管理；建立摻燒數學模型、開展摻燒試驗，結合發電負荷預測和煤炭庫存、輸煤系統等狀況，自動生成配煤摻燒方案，實現科學摻燒、安全摻燒；通過斗輪機自動作業控制系統建設，提高取煤效率，降低輸煤單耗，減少輸煤設備的磨損，提高煤場庫容利用率，改善人員作業環境，進一步提高系統自動化，提高機組經濟效益和安全性。

五、案例應用效益分析

通過火力發電的工業互聯網平台的建設，實現生產全過程智能控制覆蓋率達90%以上、現場設備遠程操作覆蓋率達100%、機組全過程一鍵啟停無斷點、工廠無線覆蓋率100%。同時使得用工負荷明顯降低，生產效率明顯提升；能源利用效率明顯提升，萬元產值綜合能耗顯著降低，從2016年底297.36g/kWh,降低到293.14g/kW，2台機組每年節約成本約1772.4萬元；資源利用效率明顯提升。

同時結合工業大數據，使得核心業務智能化決策覆蓋率達90%，大數據智能分析覆蓋率達90%，設備遠程分析診斷準確率達80%以上，將產生一定的經濟效益。

將智能生產與智慧決策技術相融合，使國華太倉智慧電廠建設能夠達到高效環保運行、靈活調節、少人值守、智能監視、智能檢修、智能安保、智慧燃料、智慧經營、智慧物資、設備全生命周期管理、集團級監控與移動應用等效果。